Степени окисления фосфора, серы, хлора

Элемент	Степень окисления		Соединения
	Высшая	Низшая
P S Cl	+5 +6 +7	–3 –2 –1	H3PO4; PH3 SO3; Na2S HClO4; HCl

Для большинства элементов главных подгрупп высшая степень окисления равна номеру группы, в которой находится элемент, а низшая степень окисления равна разности N–8, (N – номер группы). Ответ на вопрос задачи см. в табл.

Пример 3.5. У какого из элементов четвертого периода – ванадия или мышьяка – сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом?

Решение. Электронные конфигурации атомов данных элементов ₂₃V [Ar]3d³4s²; ₃₃As [Ar]4s²4p³. Ванадий – d-элемент VB-группы, а мышьяк – p-элемент VA-группы. На внешнем энергетическом уровне у атома ванадия два электрона, а у атома мышьяка – пять. Принадлежность элемента к металлам или неметаллам определяется, в основном, числом электронов на внешнем энергетическом уровне. Атомы металлов на внешнем уровне содержат 1–2, реже 3 электрона. Металлы проявляют только восстановительные свойства и, отдавая свои электроны, переходят в положительно заряженные ионы. Отрицательно заряженных ионов металлы не образуют. Атомы неметаллов на внешнем энергетическом уровне имеют 4–7 электронов. Они могут как принимать электроны (т. е. выступать в качестве окислителей), так и отдавать электроны (т. е. быть восстановителями) У неметаллов окислительная функция выражена сильнее, чем восстановительная. Атомы неметаллов образуют отрицательно заряженные ионы. Таким образом, ванадий, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для мышьяка более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у ванадия выражены сильнее, чем у мышьяка. Газообразное соединение с водородом образует неметалл мышьяк (As^–3H₃).

Пример 3.6. Вычислите молярную массу и назовите элемент, высший оксид которого отвечает формуле ЭО₃, образует с водородом газообразное соединение (гидрид), массовая доля водорода в котором 1,54%.

Решение. Вычислим содержание элемента в гидриде, приняв массу гидрида за 100%: 100 – 1,54 = 98,46%, т. е. на 98,46 частей массы элемента приходится 1,54 частей массы водорода или на 98,46 г элемента приходится 1,54 г водорода. Зная, что молярная масса эквивалентов водорода равна 1 г/моль, определим молярную массу эквивалентов элемента в гидриде по закону эквивалентов:

; ; М_эк (эл-та) = 63,9 г/моль.

Элемент образует высший оксид ЭО₃, следовательно, он находится в VI группе. Его высшая степень окисления в соединении с кислородом +6, а низшая – в соединении с водородом –2. Находим молярную массу элемента из соотношения . М = 63,9×2 = 127,8 г/моль. Следовательно, искомая молярная масса элемента 127,8, а элемент – теллур.

Задачи

Билет 3.1

1. Напишите электронную формулу ₃₁Ga и: а) подчеркните валентные электроны; б) укажите электронное семейство, период, группу, подгруппу, в которых находится элемент; в) изобразите графически валентные энергетические уровни; г) охарактеризуйте квантовыми числами валентные электроны; д) составьте формулу высшего оксида галлия и соответствующего ему гидроксида.

2. Какую атомную орбиталь выберет очередной электрон: а) 4d или 5s;

б) 5p или 4d; в) 5f или 4d; г) 5p или 6s; д) 5f или 6s. Ответ обоснуйте.

3. У какого элемента пятого периода – молибдена или теллура – сильнее выражены металлические свойства? Ответ мотивируйте, записав электронные конфигурации атомов этих элементов. Какой из них образует газообразное соединение с водородом? Составьте формулу этого соединения.

Билет 3.2

1. Напишите электронную формулу ₄₀Zr и: а) подчеркните валентные электроны; б) укажите электронное семейство, период, группу, подгруппу, в которых находится элемент; в) изобразите графически валентные энергетические уровни; г) охарактеризуйте квантовыми числами валентные электроны; д) составьте формулу высшего оксида циркония и соответствующего ему гидроксида.

2. . Среди приведенных ниже электронных конфигураций укажите невозможные и объясните причину невозможности их реализации: а) 1р³; б) 3р⁶; в) 3s²; г) 2s²; д) 2d⁵; е) 5d²; ж) 3f¹²; з) 2р⁴; и) 3р⁷.

3. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют Si, As, Se, I? Составьте формулы соединений данных элементов с водородом и кислородом, отвечающих этим степеням окисления.